087_02M_q19
87 學測數學 第 19 題
📅 87 年 📝 學測數學 第 19 題 題型:選填 課綱:99課綱
在圖 (五) 中,圓 O 的半徑為 6,F 的坐標為 (4,0),Q 在圓 O 上,P 為線段 FQ 的中垂線與線段 OQ 的交點。當 Q 在圓 O 上移動時,動點 P 的軌跡方程式為 _______。
圖 (五)
圖 (五)
坐標幾何平面幾何二次曲線
答案

$\dfrac{(x-2)^2}{9}+\dfrac{y^2}{5}=1$

選填題

詳解
設圓心為原點 $O(0,0)$。已知圓 $O$ 的半徑為 $6$,故 $OQ = 6$。因為 $P$ 位於 $FQ$ 的中垂線上,依中垂線性質有 $PF = PQ$。又 $P$ 為 $FQ$ 中垂線與線段 $OQ$ 的交點,即 $P$ 在線段 $OQ$ 上,所以: $$OP + PQ = OQ = 6 \implies OP + PF = 6$$ 這表示動點 $P$ 到兩個定點 $O(0,0)$ 與 $F(4,0)$ 的距離之和恆為常數 $6$。因為距離之和 $6$ 大於兩定點的距離 $OF = 4$,所以點 $P$ 的軌跡為以 $O$ 與 $F$ 為兩焦點的橢圓。 - 橢圓中心為 $O$ 與 $F$ 的中點,即 $(2,0)$。 - 長軸長 $2a = 6 \implies a = 3$,焦距 $2c = 4 \implies c = 2$。 - 短半軸長 $b = \sqrt{a^2 - c^2} = \sqrt{3^2 - 2^2} = \sqrt{5}$。 因此,動點 $P$ 的軌跡方程式為: $$\dfrac{(x-2)^2}{9} + \dfrac{y^2}{5} = 1$$

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

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